KIẾN TRÚC
Giới thiệu chung về công trình
1.1.1 Nhu cầu đối với công trình
Trong những năm gần đây, Việt Nam đã tăng cường quan hệ ngoại giao và mở cửa nền kinh tế để thúc đẩy tăng trưởng kinh tế, cùng với nhiều chính sách ưu đãi nhằm thu hút vốn đầu tư nước ngoài và khách du lịch Điều này đã dẫn đến sự gia tăng đầu tư từ các công ty, tổ chức trong và ngoài nước vào thị trường Việt Nam, kéo theo nhu cầu thuê văn phòng, trụ sở làm việc và khách sạn ngày càng tăng Nhận thấy tiềm năng lợi nhuận từ lĩnh vực cho thuê cao ốc văn phòng và khách sạn, nhiều cá nhân và tổ chức đã xin giấy phép xây dựng và đầu tư vào lĩnh vực này, trong đó có Công ty cổ phần xây dựng và dịch vụ Vạn Niên với dự án “Tổ hợp văn phòng & khách sạn Đào Duy Anh”.
1.1.2 Tên công trình: "Tổ hợp văn phòng và khách sạn Đào Duy Anh " 1.1.3 Chủ đầu tư: Công ty cổ phần xây dựng và dịch vụ VẠN NIÊN
Tổ hợp văn phòng và khách sạn Đào Duy Anh đƣợc xây dựng tại phố Đào Duy Anh
Công trình được xây dựng trên khu đất quy hoạch rộng 1150m², với hai mặt chính tiếp giáp hai tuyến đường phố lớn là Đào Duy Anh ở phía Tây Nam và Đại Cồ Việt ở phía Đông Bắc.
Các giải pháp thiết kế kiến trúc của công trình
Các tầng hầm được phân bố rộng rãi trên toàn bộ diện tích khu đất xây dựng, trong khi phần nổi của tòa nhà có hình chữ nhật, bám sát hai mặt.
4 phố chính đảm bảo khoảng không gian thông thoáng lấy ánh sáng, thông gió và tạo không gian kiến trúc cho công trình
Các tầng hầm đƣợc sử dụng với mục đính chính là để xe kết hợp bố trí các khu vực kỹ thuật
Tầng hầm thứ 2: Dùng để xe máy và bố trí khu vực kỹ thuật
Tầng hầm thứ 1: Dùng để xe ô tô và xe máy
Lối vào và ra tầng hầm được bố trí bên phải công trình phía phố Đào Duy Anh do diện tích đất hạn chế Việc bố trí lưới cột và vách không cho phép có lối ra riêng, chỉ có một luồng xe lên xuống tầng hầm Tại lối lên xuống, cần có người điều hành Đường có độ dốc nhỏ hơn 15% và bề rộng 3,6 m, đảm bảo xe lên xuống dễ dàng và thuận tiện Các tầng hầm kết nối với các tầng trên bằng thang bộ và với các tầng trong tòa nhà qua cầu thang máy, được bố trí ở giữa tòa nhà.
Tầng trệt của công trình được thiết kế đa chức năng, bao gồm các cửa hàng thương mại, khu vực tiếp đón khách thuê khách sạn, và lối vào dẫn lên các tầng trên Cầu thang được bố trí ở vị trí trung tâm, kết nối các sảnh, hành lang và phòng trong tòa nhà.
Tầng 1 đƣợc dùng để bố trí các cửa hàng
Tầng 2 và tầng 3 có chức năng giống nhau, đều sử dụng làm văn phòng cho thuê
Tầng 4 đến tầng 8 có chức năng giống nhau, đều sử dụng làm các phòng khách sạn
Tầng 9 và tầng mái dùng để phục vụ cho nhà hàng
Giao thông theo phương ngang nhà theo hành lang giữa, theo phương đứng là thang máy kết hợp thang bộ
Phần sân trong của công trình đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa vi khí hậu, đồng thời tạo không gian lý tưởng cho việc trồng hoa và cây cảnh trang trí Cây xanh không chỉ làm đẹp cho công trình mà còn mang lại nhiều lợi ích cho môi trường sống.
Việc trồng cây ở lối ra vào, đặc biệt là hai mặt chính của phố Đào Duy Anh và phố Đại Cồ Việt, góp phần quan trọng vào việc tăng cường sự hài hòa giữa tòa nhà và môi trường xung quanh.
1.2.2 Giải pháp mặt đứng, hình khối không gian của công trình:
Toà nhà Tổ Hợp Văn Phòng Và Khách Sạn Đào Duy Anh nằm ở vị trí đắc địa, tiếp giáp hai mặt phố chính là Đào Duy Anh và đường Đại Cồ Việt Với thiết kế hình chữ nhật đối xứng, công trình toát lên vẻ mạnh mẽ, uy nghi và sang trọng, hiện đại.
Cửa sổ kính được bố trí xen kẽ, tạo nên sự hài hòa và linh hoạt cho kiến trúc mặt đứng, giúp đảm bảo ánh sáng tự nhiên cho các phòng ở mọi tầng Ở các tầng văn phòng, tường được thay thế bằng kính kết hợp với phào chỉ, mang lại cảm giác nhẹ nhàng và giúp giảm chiều cao của tòa nhà trong mắt người quan sát Điều này cũng đảm bảo ánh sáng cho các văn phòng Tại các tầng khách sạn, tường ngoài được ốp gạch nung, không chỉ tạo điểm nhấn cho công trình mà còn đảm bảo khả năng chống nóng cho các phòng bên trong.
1.2.3 Giải pháp cấu tạo: a) Các số liệu về công trình:
Công trình có 11 tầng nổi và 2 tầng hầm với tổng chiều cao các tầng so với cốt 0,00 là 39,8m:
- Tầng hầm thứ 2 cao 3,5m, cao độ đáy tầng là -7.00m
- Tầng hầm thứ 1 cao 3,5m, cao độ đáy tầng là -3,50m
- Cốt 0,00 cao hơn cốt tự nhiên là 1,00m
- Tầng trệt và tầng 1 cao: 4,2m
- Tầng 1 đến tầng 9, mỗi tầng cao: 3,3m
- Tầng mái cao: 5,0 m b) Vật liệu hoàn thiện trong nhà
Các phòng ở, phòng họp, phòng sinh hoạt công cộng:
- Sàn lát gạch Ceramic liên doanh đồng màu 300x300mm
- Chân tường ốp gạch Ceramic cao 150mm
- Tường: Trát vữa xi măng, quét vôi 3 nước theo chỉ định
- Trần: Trát vữa xi măng, quét vôi 3 nước màu trắng
- Sàn lát gạch Ceramic liên doanh chống trơn 200x200mm
- p gạch men 200x200mm, cao 2,1m, còn lại trát vữa xi măng quét vôi
- Trần giả: Tấm đan BTCT trát vữa xi măng, quét vôi 3 nước màu trắng Các khu nhà để xe, phòng kỹ thuật, hố đổ rác:
- Sàn láng vữa xi măng mác 75
- Tường: Trát vữa xi măng, quét vôi 3 nước màu theo chỉ định
- Trần: Trát vữa xi măng, quét vôi 3 nước màu trắng
Cầu thang chính: Xây bậc gạch đặc mác 75 trên bản BTCT, ốp đá xẻ màu vàng điểm trắng
- Tường xây gạch trát vữa xi măng, quét vôi 3 nước màu theo chỉ định
- Trần trát vữa xi măng, quét vôi 3 nước màu trắng
- Tay vịn thang bằng gỗ
- Lan can hoa sắt bằng thép 14x14, sơn dầu 3 nước theo chỉ định
- Sàn lát gạch ceramic đồng màu 300x300mm
- Chân tường: ốp gạch ceramic cao 150mm
- Tường: Trát vữa xi măng, quét vôi 3 nước màu theo chỉ định
- Trần: Trát vữa xi măng, quét vôi 3 nước màu trắng
Vật liệu hoàn thiện ngoài nhà:
- Mái: Mái bằng bê tông cốt thép Austnam chống nóng, chống thấm
- Cửa sổ: Khung nhôm kính trong, dầy 5 mm có lớp hoa sắt bảo vệ
- Cửa đi: Cửa vào căn hộ và cửa trong nhà dùng cửa panô gỗ, khuôn đơn, cửa vệ sinh dùng loại cửa nhựa có khuôn
- Tường: Trát vữa ximăng, lăn sơn 3 nước màu theo chỉ định
- ng thoát nước mưa: ống nhựa PVC Ф110 trong các hộp kỹ thuật.
Các giải pháp kết cấu của công trình
Để đạt hiệu quả kinh tế cho công trình xây dựng, việc lựa chọn sơ đồ kết cấu hợp lý là điều quan trọng hàng đầu Sơ đồ kết cấu cần đáp ứng các yêu cầu về kiến trúc, khả năng chịu lực, độ bền vững, ổn định và tính kinh tế Để đáp ứng những yêu cầu này, các phương án kết cấu cho các bộ phận chính của ngôi nhà sẽ được đề xuất.
Phần thân công trình nhà cao tầng được thiết kế với độ cao hợp lý và thang máy bố trí cân xứng, do đó, kết cấu khung - vách chịu lực theo sơ đồ khung giằng là lựa chọn tối ưu và kinh tế Các lõi thang máy không chỉ phục vụ chức năng vận chuyển mà còn tham gia chịu lực cùng hệ khung Tải trọng ngang của công trình chủ yếu được truyền vào vách và lõi thông qua liên kết truyền lực của sàn ở mỗi tầng.
Công trình có tải trọng lớn và nền đất yếu, vì vậy phương án móng cọc khoan nhồi được lựa chọn cho phần móng Giải pháp này không chỉ đảm bảo khả năng thi công mà còn đảm bảo chất lượng kết cấu móng, đáp ứng yêu cầu về độ biến dạng của hệ kết cấu và độ lún nhỏ.
Cách lựa chọn các phương án trên sẽ được trình bày cụ thể hơn ở phần kết cấu.
Các giải pháp kỹ thuật cho công trình
1.4.1 Các giải pháp thông gió, chiếu sáng: Ở tầng khách sạn mỗi phòng đều đƣợc bố trí các cửa sổ kính tiếp xúc trực tiếp với bên ngoài,các tầng còn lại đều đƣợc lắp kính, do vậy các căn phòng đều đƣợc thông thoáng và chiếu sáng tự nhiên tốt kết hợp với hệ thống chiếu sáng nhân tạo từ các đèn trần và hệ thống điều hoà không khí đƣợc lắp đặt tại khu trần giả, đảm bảo điều kiện làm việc của con người trong toà nhà đƣợc thoải mái, tiện nghi
Ngoài ra, hệ thống điều hoà không khí trung tâm được lắp đặt dưới tầng hầm sẽ điều hoà không khí cho toàn bộ không gian của toà nhà
1.4.2 Giải pháp bố trí giao thông:
Hệ thống giao thông ngang trên mặt bằng được kết nối với giao thông đứng qua các điểm nút giao thông, đảm bảo sự lưu thông thông suốt trong toàn bộ công trình.
Giao thông theo phương đứng được bố trí tại vị trí trung tâm toà nhà bao gồm thang bộ và thang máy
Hệ thống thang máy đƣợc bố trí trên suốt chiều cao nhà từ tầng hầm thứ
1 đến tầng mái, gồm 2 chiếc chính có trọng tải là 900kG và 2 thang máyphụ loại nhỏ, từ thang máy dẫn đến các hành lang giữa, dẫn vào các phòng
Thang bộ số 1 và số 2 được thiết kế đối xứng hai bên thang máy, mỗi thang bao gồm hai vế rộng 1,1m Thiết kế này không chỉ hỗ trợ việc vận chuyển người và đồ đạc một cách thuận lợi mà còn đảm bảo lối thoát hiểm an toàn trong trường hợp khẩn cấp.
Lối vào tầng trệt của toà nhà có hai hướng: một từ phố Đào Duy Anh và một từ đường Đại Cồ Việt, mang lại sự linh hoạt cho khách thuê Lối vào và ra cho ôtô, xe máy được bố trí bên phải toà nhà trên phố Đào Duy Anh, phục vụ cho việc di chuyển vào tầng hầm.
1.4.3 Giải pháp cung cung cấp điện nước và phục vụ thông tin a) Hệ thống vệ sinh:
Hệ thống vệ sinh được chia thành hai khu vực riêng biệt cho nam và nữ, được bố trí ở hai đầu của tòa nhà và liên tục trên các tầng Các thiết bị và vật liệu trong khu vệ sinh được thiết kế theo tiêu chuẩn quy định cho cấp công trình.
Vị trí xa nhất từ các phòng làm việc đến khu vệ sinh trong toà nhà là 20m, nhỏ hơn so với yêu cầu của tiêu chuẩn là 45m
Nước cấp được lấy từ hệ thống cấp nước thành phố qua đồng hồ đo lưu lượng vào bể ngầm 550m³ (bao gồm 500m³ dự trữ cho chữa cháy) Hệ thống gồm 4 máy bơm (2 máy hoạt động và 2 máy dự phòng) để cung cấp nước sinh hoạt đến các điểm tiêu thụ, với van điều khiển tự động Nước từ bể được phân phối qua các ống chính và nhánh đến các thiết bị sử dụng nước, mỗi tầng đều có đồng hồ đo lưu lượng để kiểm soát và thanh toán nước tiêu thụ Nước nóng được cung cấp từ các bình đun ở phòng vệ sinh các tầng Đường ống cấp nước sử dụng ống thép tráng kẽm, có đường kính từ 20 đến 200, với ống chính đi thẳng đứng và ống nhánh đi ngầm trong tường, trần giả Sau khi lắp đặt, đường ống phải được thử áp lực và khử trùng để đảm bảo yêu cầu lắp đặt và vệ sinh Thiết kế hệ thống cấp và thoát nước cho nhà làm việc đơn giản hơn so với nhà chung cư.
Hệ thống thoát nước thải sinh hoạt trong tòa nhà bao gồm hai khu vệ sinh chính và hai hệ thống riêng biệt: hệ thống thoát nước thải và hệ thống thoát phân Nước thải từ các xí tiểu được thu vào ống dẫn, xử lý tại bể tự hoại dưới tầng hầm, sau đó được chuyển vào hệ thống cống thoát nước thành phố Ống nhựa được sử dụng để chứa nước thải sinh hoạt, trong khi ống gang phục vụ cho việc chứa phân Nước mưa từ mái được thu vào ống dẫn và chuyển xuống hệ thống thoát nước bề mặt xung quanh công trình.
Nguồn điện cho công trình sử dụng hệ thống 3 pha 4 dây với điện áp 380V/220V Nguồn điện động lực, bao gồm thang máy, bơm nước và cửa tự động, cùng hệ thống chiếu sáng toàn bộ công trình, được cung cấp từ máy phát điện trung tâm đặt tại tầng hầm.
Hệ thống phân phối điện bắt đầu từ máy phát điện trung tâm, truyền tải điện đến các bảng phân phối ở từng tầng và sau đó đến các phòng Dây dẫn được bảo vệ bằng ống nhựa, đi qua trần giả và được chôn ngầm trong tường Tại tủ điện tổng, có các đồng hồ đo điện cho toàn nhà, thang máy, bơm nước và chiếu sáng Mỗi văn phòng được trang bị một đồng hồ đo điện năng tại hộp công tơ phòng kỹ thuật ở mỗi tầng.
Hệ thống điện nước của công trình được kết nối với mạng lưới thành phố, nhưng để đảm bảo an toàn, đã lắp đặt thêm một máy phát điện công suất 100KVA và một giếng khoan để cung cấp nước trong quá trình thi công.
Tại tầng hầm thứ 2, thiết kế một phòng kỹ thuật để xử lý đầu vào và đầu ra của hệ thống đường dây điện thoại cùng các đường truyền tín hiệu Các dây điện thoại và dây thông tin được tích hợp với hệ thống điện của công trình, từ phòng xử lý trung tâm sẽ phân phối đến các văn phòng Giải pháp phòng cháy chữa cháy cũng được chú trọng trong thiết kế này.
Công trình đƣợc thiết kế theo tiêu chuẩn “Phòng cháy chữa cháy cho nhà và công trình TCVN 2622-1978.”
Tiêu chuẩn TCVN6401-1988 quy định:
- Việc thiết kế chiều rộng cửa thoát nạn tại tầng thứ 3 trở đi phải đảm bảo yêu cầu 1m cho 100 người
- Phải thiết kế ít nhất hai lối thoát ra ngoài, các lối thoát phải bố trí phân tán
- Chiều rộng cầu thang thoát nạn không nhỏ hơn 1,1m
- Không đƣợc thiết kế cầu thang xoáy ốc có bậc thang hình dẻ quạt trên đường thoát nạn
- Khoảng cách xa nhất đến cầu thang thoát nạn không đƣợc lớn hơn 20m Các biện pháp phòng cháy chữa cháy thiết kế cho công trình:
Bố trí hai cầu thang bộ thoát hiểm số 1 và số 2 bên cạnh thang máy với chiều rộng 1,1m tại trung tâm toà nhà, đảm bảo an toàn và thuận tiện cho việc di chuyển Các cầu thang này đều có hai vế, không xoáy ốc, giúp việc lên xuống trở nên dễ dàng hơn.
- Khoảng cách từ phòng xa nhất đến cầu thang thoát hiểm là 20m đảm bảo yêu cầu của tiêu chuẩn
Hộp vòi chữa cháy cần được bố trí tại mỗi sảnh cầu thang thoát hiểm từ tầng 1 đến tầng mái, đảm bảo vị trí thuận tiện cho việc thao tác nhanh chóng Mỗi hộp vòi chữa cháy trang bị một cuộn vòi có đường kính 50mm và chiều dài 30m, cùng với vòi phun đường kính 13mm có van góc Ngoài ra, cần bổ sung hai bình bột CO2 để sử dụng ngay trong trường hợp chưa kịp bơm nước.
Tại tầng hầm thứ 2, có một bể nước chữa cháy dung tích 500m³ kết nối với hai máy bơm phục vụ cho cứu hỏa và sinh hoạt Thiết kế cũng bao gồm một trạm bơm động cơ diesel để sử dụng trong trường hợp mất điện Hệ thống bơm cấp nước sinh hoạt được liên kết với bơm chữa cháy nhằm hỗ trợ lẫn nhau khi cần thiết.
- Công trình nằm sát 2 tuyến đường chính,1 tuyến dường phụ tạo điều kiện thuận lợi cho xe cứu hoả để đảm bảo chữa cháy kịp thời, từ nhiều phía
Họng chờ được bố trí bên ngoài nhằm kết nối với hệ thống đường ống chữa cháy bên trong, sử dụng nguồn nước cấp từ bên ngoài.
GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
Đặc điểm thiết kế kết cấu nhà cao tầng
Khi thiết kế kết cấu nhà cao tầng ta phải quan tâm đến những vấn đề cơ bản sau:
Tải trọng ngang: áp lực gió
Mô men và chuyển vị tăng lên rất nhanh theo chiều cao
Do vậy, tải trọng ngang trở thành nhân tố chủ yếu khi thiết kế kết cấu nhà cao tầng
Với sự gia tăng chiều cao của các công trình, chuyển vị ngang cũng tăng nhanh chóng Do đó, trong thiết kế kết cấu, không chỉ cần đảm bảo khả năng chịu lực mà còn phải đảm bảo độ cứng đủ để chống lại lực ngang, nhằm hạn chế chuyển vị ngang trong giới hạn cho phép khi chịu tác động của tải trọng ngang.
2.1.3 Giảm trọng lượng bản thân kết cấu
Để tối ưu hóa sức chịu tải của nền đất, việc giảm trọng lượng bản thân công trình có thể cho phép tăng thêm số tầng, giảm độ lún hoặc thu nhỏ kích thước kết cấu móng mà vẫn đảm bảo an toàn và hiệu quả.
Xét về mặt kinh tế thì giảm trọng lƣợng bản thân tức là tiết kiệm vật liệu, giảm giá thành công trình, tăng đƣợc không gian sử dụng
Từ những nhận xét trên, ta thấy trong thiết kế kết cấu nhà cao tầng cần quan tâm đến giảm trọng lƣợng bản thân của kết cấu
2.1.4 Phân tích lựa chọn vật liệu
Chọn bê tông cốt thép làm vật liệu chính cho toàn bộ công trình nhờ vào chất lượng đảm bảo và kinh nghiệm phong phú trong thiết kế và thi công.
Bêtông được hình thành từ xi măng kết hợp với các cốt liệu như đá và cát vàng, tạo nên một cấu trúc đặc chắc Cấu trúc này mang lại cho bêtông khối lượng riêng khoảng 2500 daN/m³.
Mác bê tông được xác định theo cường độ chịu nén, tính bằng MPa, và phải được dưỡng hộ cũng như thí nghiệm theo quy định của Việt Nam Cấp độ bền của bê tông được sử dụng trong tính toán cho công trình là B25.
Bê tông các cấu kiện thường B25:
+ Với trạng thái nén: Cường độ tiêu chuẩn về nén Rbn = 18,5MPa
Cường độ tính toán về nén R b = 14,5MPa
+ Với trạng thái kéo: Cường độ tiêu chuẩn về kéo R bx = 1,60MPa
Cường độ tính toán về kéo Rbt = 1,05MPa
Môđun đàn hồi của bê tông: xác định theo điều kiện bê tông nặng, khô cứng trong điều kiện tự nhiên Với cấp độ bền B25 thì Eb = 30000MPa
Thép sử dụng cho cốt thép trong cấu kiện bêtông cốt thép phải tuân theo tiêu chuẩn TCVN 356 - 2005, trong đó cốt thép chịu lực cho dầm và cột thuộc nhóm CII và CIII Các loại cốt thép khác như cốt thép đai, cốt thép giá, cốt thép cấu tạo và thép cho bản sàn đều được sử dụng từ nhóm CI.
Cường độ của cốt thép như sau:
Cốt thép chịu lực nhóm CII : Rsc = 280MPa
Cốt thép cấu tạo d ≥ 10 CII : Rsw = 280MPa d < 10 CI : Rs = 225MPa.
Môđun đàn hồi của cốt thép: E = 21MPa
Các loại vật liệu khác:
Tất cả vật liệu sử dụng đều cần được kiểm định qua thí nghiệm để xác định cường độ thực tế, các chỉ tiêu cơ lý và độ sạch Chỉ khi đạt tiêu chuẩn thiết kế, vật liệu mới được phép đưa vào sử dụng.
Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu
2.2.1 Lựa chọn phương án kết cấu Đối với nhà cao tầng, chiều cao của công trình quyết định các điều kiện thiết kế, thi công hoặc sử dụng khác với các nhà thông thường khác Trước tiên sẽ ảnh hưởng đến việc lựa chọn hệ kết cấu chịu lực của công trình (bộ phận chủ yếu của công trình nhận các loại tải trọng và truyền chúng xuống dưới nền đất)
Sau khi phân tích các ưu nhược điểm của những giải pháp đã đề xuất, dựa vào thiết kế kiến trúc và các đặc điểm cụ thể của công trình, chúng ta sẽ áp dụng hệ kết cấu phù hợp.
Hệ thống khung chịu lực bao gồm các cột biên, cột giữa, dầm chính và dầm phụ, chủ yếu chịu tải trọng đứng, đồng thời cũng chịu một phần tải trọng ngang, giúp tăng độ ổn định cho kết cấu với các nút khung cứng Lõi thang máy được sử dụng để phục vụ giao thông, chịu phần lớn tải trọng ngang và một phần tải trọng đứng tác động lên công trình Khi tính toán, để đảm bảo an toàn, ta có thể tách một khung theo phương ngang của nhà để tính như khung phẳng.
Từ thiết kế kiến trúc ta có thể lựa chọn một trong hai phương án sau: a) Kết cấu thuần khung:
Kết cấu này mang lại không gian lớn và mặt bằng bố trí linh hoạt, đáp ứng tốt các yêu cầu sử dụng công trình Tuy nhiên, nhược điểm của nó là độ cứng thấp và biến dạng lớn, dẫn đến việc cần tăng kích thước các cấu kiện chịu lực, gây lãng phí không gian và vật liệu, ảnh hưởng đến thẩm mỹ và tính kinh tế Kết cấu khung kết hợp với vách lõi là giải pháp hỗn hợp, cung cấp không gian sử dụng rộng rãi đồng thời đảm bảo khả năng chịu lực hiệu quả.
Kết cấu khung vách lõi cứng bê tông cốt thép rất phổ biến nhờ vào độ cứng được đảm bảo So sánh hai dạng kết cấu, việc sử dụng khung vách lõi kết hợp là lựa chọn thích hợp hơn cho các công trình.
2.2.2 Lựa chọn phương án sàn a)Sàn sườn toàn khối BTCT
Hệ kết cấu sàn bao gồm dầm chính, dầm phụ và bản sàn, mang lại nhiều ưu điểm Lý thuyết tính toán và kinh nghiệm thi công đã được hoàn thiện, giúp quá trình thi công trở nên đơn giản Công nghệ thi công phong phú tại Việt Nam tạo điều kiện thuận lợi cho việc lựa chọn phương tiện thi công Chất lượng công trình được đảm bảo nhờ vào kinh nghiệm thiết kế và thi công đã được tích lũy qua nhiều dự án trước đó.
Nhược điểm của sàn ô cờ BTCT là chiều cao dầm và độ võng lớn khi vượt khẩu độ lớn, yêu cầu sử dụng hệ dầm phụ bố trí nhỏ lẻ cho các công trình không có cột giữa, dẫn đến chiều cao thông thuỷ mỗi tầng thấp hoặc phải nâng cao chiều cao tầng, gây bất lợi cho kết cấu khi chịu tải trọng ngang Không gian kiến trúc bố trí nhỏ lẻ, khó tận dụng, và công tác lắp dựng ván khuôn tốn nhiều chi phí về thời gian và vật liệu.
Hệ kết cấu sàn bao gồm các dầm vuông góc chia bản sàn thành các ô nhỏ với nhịp khoảng 3m, giúp tiết kiệm không gian Dầm chính có thể thiết kế dạng bẹt, giảm số lượng cột bên trong, từ đó tối ưu hóa không gian sử dụng và tạo kiến trúc đẹp Giải pháp này rất phù hợp cho các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao và không gian lớn như hội trường hay câu lạc bộ, đồng thời đảm bảo khả năng chịu lực tốt và thuận tiện cho bố trí mặt bằng.
Nhược điểm của việc thi công sàn không dầm ứng lực trước là phức tạp và có chi phí cao Khi mặt bằng sàn rộng, cần bố trí thêm dầm chính, dẫn đến yêu cầu chiều cao dầm lớn để giảm độ võng Mặc dù có thể kết hợp dầm chính dạng bẹt để giảm chiều cao dầm, nhưng điều này cũng làm tăng chi phí do kích thước dầm lớn.
Cấu tạo: Hệ kết cấu sàn bao gồm các bản sàn kê trực tiếp lên cột(có thể có mũ cột, bản đầu cột hoặc không)
Sàn ƢLT có nhiều ƣu điểm, bao gồm chiều cao kết cấu nhỏ giúp giảm chiều cao công trình, tiết kiệm không gian sử dụng và dễ dàng phân chia Thêm vào đó, tiến độ thi công sàn ƢLT nhanh chóng, mang lại hiệu quả cao cho dự án.
Thi công sàn BTCT theo phương pháp mới cho phép hoàn thành 1000m² trong 7 ngày, nhanh hơn so với phương pháp truyền thống Thiết kế không có dầm giữa sàn giúp công tác ghép ván khuôn dễ dàng, tiết kiệm vật tư và nâng cao năng suất lao động Khi bê tông đạt cường độ nhất định, thép ứng lực trước được kéo căng ngay lập tức, giúp giảm thời gian tháo dỡ cốt pha và tăng khả năng luân chuyển công việc Sàn phẳng cũng cải thiện việc bố trí các hệ thống kỹ thuật như điều hòa trung tâm, cấp nước, cứu hỏa và thông tin liên lạc, mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Sàn ứng lực trước hai phương trên dầm có nhược điểm là tính toán tương đối phức tạp và mô hình tính quy ước cao, đòi hỏi nhiều kinh nghiệm thiết kế theo tiêu chuẩn nước ngoài Quy trình thi công cũng phức tạp, cần giám sát chất lượng nghiêm ngặt Hơn nữa, việc sử dụng thiết bị và máy móc chuyên dụng yêu cầu thợ có tay nghề cao, trong khi chi phí thi công lại đắt đỏ và có thể gặp nhiều bất ổn trong quá trình thiết kế, thi công và sử dụng.
Cấu tạo của sàn dầm BTCT ứng lực trước tương tự như sàn phẳng, nhưng có thêm hệ dầm giữa các đầu cột, giúp tăng độ ổn định cho sàn Phương án này mang lại những ưu và nhược điểm chung của sàn BTCT ứng lực trước So với sàn phẳng trên cột, mô hình tính toán của phương án này quen thuộc và tin cậy hơn, tuy nhiên, chi phí vật liệu cho thi công hệ dầm đổ toàn khối sẽ cao hơn.
Chọn sàn BTCT có dầm
Giải pháp móng cho công trình nhà cao tầng cần đảm bảo khả năng chịu tải trọng lớn và độ ổn định cao để ứng phó với tải trọng ngang từ gió bão và động đất Phương án móng sâu, đặc biệt là móng cọc khoan nhồi, được đề xuất vì sức chịu tải cao nhờ cọc có đường kính lớn, cắm sâu vào tầng đất đá cứng, đồng thời thi công êm dịu, không gây ảnh hưởng đến các công trình xung quanh.
Lựa chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện
2.3.1 Chọn chiều dày sàn a) Chọn chiều dày sàn theo công thức kinh nghiệm : hb = l m
D = 0,8 ÷ 1,4 - phụ thuộc vào tải trọng ; m - Hệ số phụ thuộc vào sự làm việc của bản;
Bản kê 4 cạnh có kích thước m = 35 ÷ 45, trong khi bản loại dầm có kích thước m = 30 ÷ 35, và bản côngxôn có kích thước m = 10 ÷ 18 Nhịp được tính toán theo phương làm việc Sàn tầng hầm có ô sàn điển hình với kích thước 7x7,2 (m²), thuộc loại ô sàn bản kê 4 cạnh.
Chọn: m = 42; l = 7; D = 1 ta có chiều dày sàn nhƣ sau: hb= 1= 0.167 (m)
Chọn thống nhất h b = 18 cm cho toàn bộ sàn tầng hầm c) Sàn tầng trệt đến tầng mái
Chọn ô sàn điển hình có kích thước 5,4x3,6( m 2 ) h b = 1= 0.9 (m)
Chọn thống nhất hb= 12 cm cho toàn bộ sàn tầng
2.3.2 Chọn kích thước của dầm
Công thức chọn sơ bộ : d d d l h m1
Trong đó: md = (1012) với dầm chính; md = (1216) với dầm phụ; ld nhịp của dầm b0,30,5 h d (2-3) a) Dầm chính
- Nhịp dầm chính ngang là l = 7.0m h = ( 1 1
Chọn b theo điều kiện đảm bảo sự ổn định của kết cấu: b = (0.3 0.5) h= 0,2 ~ 0,33 m, chọn b = 300mm
- Nhịp dầm chính dọc là l = 7.2m h = ( 1 1
Chọn b theo điều kiện đảm bảo sự ổn định của kết cấu: b = (0.3 0.5)h = 0,21 ~ 0,35 m, chọn b = 300mm
Kích thước dầm chính ngang, dầm chính dọc là: bxh 0x65cm b) Dầm phụ
12 16).7200 = 0,45 ~ 0,6 m; chọn h = 500 mm Chọn b theo điều kiện đảm bảo sự ổn định của kết cấu: b = (0,3-0,5).h= 0,15 ~ 0,25 m, chọn b = 220 mm
Kích thước dầm phụ là: bxh = 22x50cm
Dầm nối các vách chọn: h = 40cm ; b = 22cm
2.3.3 Chọn sơ bộ tiết diện cột:
Tiết diện của cột đƣợc chọn theo nguyên lý cấu tạo kết cấu bêtông cốt thép, cấu kiện chịu nén
Diện tích tiết diện ngang của cột đƣợc xác định theo công thức:
1,21,5 - Hệ số dự trữ kể đến ảnh hưởng của mômen;
F b - Diện tích tiết diện ngang của cột;
R b - Cường độ chịu nén tính toán của bêtông (R b 5MPa);
N - Lực nén lớn nhất có thể xuất hiện trong cột;
N: Có thể xác định sơ bộ theo công thức: N= S.q.n (2-5)
S - Diện tích chịu tải của một cột ở một tầng; q - Tải trọng sơ bộ lấy q=1,2T/m 2 = 1, 2 10 2 MPa; n - Số tầng
Hình 2.1 Sơ đồ truyền tải vào cột
- Diện tích truyền tải vào cột biên A2, D2:
Chọn tiết diện cột biên là: bxh= 400x500mm
- Diện tích truyền tải vào với cột trục B2, C2:
Chọn tiết diện cột trục là: bxh= 600x600mm
XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG LÊN CÔNG TRÌNH
Tĩnh tải
Tĩnh tải là tổng trọng lượng của các kết cấu như cột, dầm, sàn và tải trọng từ tường, vách kính trên công trình Để xác định tĩnh tải, chỉ cần tính toán tải trọng từ các lớp sàn và vách tường, dầm phụ truyền vào các khung phẳng Khi sử dụng phần mềm Sap2000 để giải quyết lực, tải trọng của các phần tử cột và dầm chính sẽ được tự động cộng vào khi khai báo hệ số trọng lượng bản thân self-weight n = 1,1.
Tĩnh tải bao gồm trọng lƣợng các vật liệu cấu tạo nên công trình
- Bê tông cốt thép : 2500 daN/m 3
- Khối xây gạch đặc : 2000 daN/m 3
- Khối xây gạch rỗng : 1500 daN/m 3
Tĩnh tải bản thân phụ thuộc vào cấu tạo các lớp sàn Cấu tạo các lớp sàn phòng làm việc, phòng ở và phòng vệ sinh nhƣ hình vẽ
Hình 3.1: Cấu tạo lớp sàn
Trọng lƣợng bản thân sàn: gs = n.h. (daN/m 2 ) (3-1)
Trong đó: n - hệ số vƣợt tải xác định theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995; h - chiều dày sàn;
: trọng lƣợng riêng của vật liệu sàn
Bảng 3.1: Tĩnh tải tác dụng lên sàn
Lớp gạch lát sàn Ceramic 0,01 2000 1,1 22
Tổng tĩnh tải chƣa kể lớp sàn 113
Tổng tĩnh tải kể cả lớp sàn 608
Bảng 3.2: Tính tĩnh tải sàn vệ sinh
Các lớp sàn Chiều dày lớp (m)
Lớp gạch lát sàn Ceramic 0,1 2000 1,1 22
Tổng tĩnh tải chƣa kể lớp sàn 113
Tổng tĩnh tải kể cả lớp sàn 443
Bảng 3.3: Tĩnh tải sàn tầng hầm
Bảng 3.4: Tĩnh tải sàn mái
Bảng 3.5:Tĩnh tải tường bao 220
Bảng 3.6: Tĩnh tải tường ngăn 220
Bảng 3.7: Trọng lượng tường lan can mái dày 110, cao 1 m
Các lớp Chiều dày lớp(mm) g daN/m 3
Tải tường phân bố trên 1m 2 288
Cấu tạo bản sàn cầu thang: Bản vẽ kiến trúc
Tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán
Bảng 3.8: Tĩnh tải cầu thang
Cấu tạo các lớp (daN/m 3 ) G tc
Bảng 3.9: Tĩnh tải chiếu nghỉ
Tổng tĩnh tải chiếu nghỉ 394 444,2
Tên cấu kiện Cấu tạo Tải tiêu chuẩn
Hoạt tải
Tải trọng hoạt tải phân bố trên sàn các tầng đƣợc lấy theo bảng mẫu của tiêu chuẩn TCVN: 2737- 1995 và đƣợc thống kê trong Bảng 3.11
Theo tiêu chuẩn, hệ số n được xác định là n = 1,3 khi P0 < 200 KG/m² và n = 1,2 khi P0 ≥ 200 KG/m² Đặc biệt, khi tính toán hoạt tải đứng cho nhà cao tầng, có thể áp dụng hệ số giảm tải để phản ánh khả năng sử dụng không đồng thời trên toàn bộ công trình Hệ số giảm tải này được xác định theo quy định cụ thể.
+ Đối với loại phòng ngủ, phòng ăn, phòng khách, phòng vệ sinh, văn phòng, phòng nồi hơi, phòng động cơ … có diện tích A thoả mãn điều kiện:
A > A 1 = 9m 2 thì nhân với hệ số Ψ A
Trong đó: A - diện tích chịu tải , tính bằng mét vuông
+ Đối với các loại phòng đọc sách , cửa hàng , triển lãm , phòng hội họp , kho , ban công …có diện tích A thoả mãn điều kiện :
Bảng 3.11: Bảng thống kê các loại hoạt tải
2 Phòng giặt, bếp khách sạn 300 1,2 360
Dự án này là một công trình liên hợp giữa nhà ở và các dịch vụ công cộng, với cấu trúc phòng ốc phức tạp Do đó, chúng ta sẽ không thực hiện tính toán giảm tải trọng và sẽ giữ nguyên hoạt tải tính toán đã đề ra.
TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC K2
Tải trọng phân bố trên dầm khung K2
4.1.1.Tĩnh tải: a) Tĩnh tải tác dụng lên khung (quy về tải phân bố đều):
Tĩnh trọng được phân bố trên sàn theo các khung chịu tải xác định dựa trên đường phân giác của hai cạnh ô sàn Tĩnh tải từ trọng lượng tường được phân trực tiếp lên dầm.
-Tĩnh tải phân bố đều trên sàn truyền vào dầm có dạng tam giác và hình thang
Hình 4.2 Tĩnh tải phân bố trên sàn
Quy đổi tải hình thang về dạng tải phân bố đều : q1-1=qmax.k
Trong đó: q max =l 2 q tt /2 k=1-2β 2 +β 3 với β=0,5. d L Ln
Quy đổi tải tam giác về dạng tải phân bố đều : q1-2=qmax.5/8
Tính toán nhƣ trên ta có kết quả tải sàn tầng 1 truyền lên Dầm khung đƣợc thể hiện ở bảng sau:
Trọng lƣợng bản thân các dầm: g= b h n
-Tĩnh tải tầng hầm phân lên khung K2
Hình 4.3 Sơ đồ tĩnh tãi tầng hầm
-Tải phân bố do trọng lƣợng sàn truyền vào m kg q' 1 645.31935 / m kg q' 2 645.3,52257 / m kg q ' 3 645 2 , 3 1483 / m kg q' 4 645.3,51935 /
-Tải tập trung tác dụng vào các nút
- P ' 5 0(do đã khai báo tải trọng bản thân cột)
Tương tự tính cho các tầng còn lại
Bảng 4.3 Tĩnh tải tập trung tác dụng lên tầng hầm
Lực Pdầm dọc(kg) Psàn(kg) Ptường dọc(kg) Tổng(kg)
Bảng 4.4 Tĩnh tải tập trung tầng trệt đến tầng 3 và tầng 9
Lực Pdầm dọc(kg) Psàn(kg) Ptường dọc(kg) Tổng(kg)
Bảng 4.5 Tĩnh tải tập trung tầng 4 đến tầng 8
Lực Pdầm dọc(kg) Psàn(kg) Ptường dọc(kg) Tổng(kg)
Bảng 4.6 Tĩnh tải tập trung tầng mái
Lực Pdầm dọc(kg) Psàn(kg) Ptờng dọc(kg) Tổng(kg)
Tính toán hoạt tải tác dụng lên các khung ngang trục 2: a)Hoạt tải 1
-Tải trọng phân bố m kg q m kg q m kg q
-Tải trọng tập trung kg
P 5 600 2 , 8 2 3330 b)Hoạt tải 2 m kg q m kg q m kg q
P kg c)Hoạt tải 3= Hoạt tải 1+ Hoạt tải 2
4.1.3 Tải trọng gió a) Thành phần tĩnh của tải trọng gió:
Theo TCVN 2737-95, áp lực gió tiêu chuẩn thành phần tĩnh đƣợc tính theo công thức:
W tc : giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của gió
Wo: giá trị áp lực gió xác định theo vùng Hà nội có Wo= 95kG/m 2
K : hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao z(m)
C : hệ số khí động phụ thuộc vào dạng công trình
Trong bảng tính tải trọng gió tĩnh, độ cao z(m) tính từ cốt tự nhiên mặt đường phố Côt 0,00 của công trình cao hơn cốt tự nhiên 1,0m
Với những độ cao trung gian thì hệ số k xác định bằng nội suy tuyến tính
W thực tế thay đổi liên tục theo chiều cao nhƣng để đơn giản cho tính toán, ta coi tải trọng gió tĩnh W là phân bố đều cho mỗi tầng
Kết quả tính tải trọng gió tĩnh xem trong các bảng
Bảng 4.7 Tải trọng gió tĩnh
Tầng Cao trình z(m) K W đẩy (kG/m 2 ) W hút (kG/m 2 )
Mái 39,8 1,35 102,6 76,95 b) Xác định độ cứng của khung và lõi
Xác định mô men quán tính của lõi (tiết diện cắt qua cửa):
Hình 4.4 Mặt cắt qua cửa của lõi
Sơ bộ lấy trục X, Y nhƣ hình vẽ
Do tiết diện đối xứng qua trục 0X nên trọng tâm lõi nằm trên trục 0XY c =0
Hình 4.5 Mặt cắt qua cửa của lõi
Momen quán tính của lõi A với trục X:
Momen quán tính của lõi B với trục X:
Thay lõi bằng cột có kích thước b= 2,4; h=1,5m
Thay lõi bằng cột có kích thước b=3m; h=2,4m
Xác định mô men quán tính của khung
Thay thế khung thực bằng vách cứng đặc tương đương với chiều cao và tải trọng ngang tại đỉnh giống nhau giúp phân phối tải trọng ngang cho các vách chịu lực theo độ cứng Đối với các khung 2, 3, 4, 5, cần xây dựng khung tương đương bằng cách xác định độ cứng của các lõi theo nguyên tắc sức bền vật liệu, sau đó thay thế bằng một cột tương đương có cùng độ cứng theo phương làm việc.
Hình 4.6 Sơ đồ chuyển vị của khung
Các khung đƣợc coi nhƣ một thanh công sơn ngàm vào móng, công thức tính chuyển vị tại đầu thanh: td
Để tính toán chuyển vị ngang tại đỉnh y của tất cả các khung ngang dưới tác dụng của lực tập trung P00 KG tại đỉnh khung, có thể sử dụng phần mềm Sap 2000.
Dựa vào mặt bằng kết Cấu:nhà gồm 6 khung ngang chia làm 3 loại -Khung trục giữa (trục 2-5) : y 2 =0,00166m
Thay số vào ta đƣợc:
Mômen quán tính toàn nhà:
- Với bê tông mác 300 có E = 2,9.10 9 Kg/m 2
- Do đó ta tính đƣợc độ cứng của khung 2
Tỉ lệ phần trăm tải ngang phân phối vào khung 2 là: 100 16 , 4
Bảng 4.8 Kết quả tính toán tải gió tác dụng lên khung 2 đặt tại mức sàn
Tính toán nội lực
Sơ đồ khung phẳng ngàm tại móng được sử dụng để tính toán nội lực trong công trình, nơi chịu tác động của các loại tải trọng như tĩnh tải, hoạt tải và tải trọng gió.
Ta chia ra thành các trường hợp tải trọng sau:
- Hai trường hợp hoạt tải 1 và hoạt tải 2 chất lệch tầng lệch nhịp
- Hai trường hợp tải trọng gió: gió trái, gió phải
Sử dụng các chương trình tính nội lực với sự trợ giúp của máy tính để xác định nội lực trong khung, ở đây ta sử dụng chương trình Sap2000
Sau khi nhận được kết quả nội lực từ chương trình Sap2000, việc đánh giá tính hợp lý của kết quả là cần thiết trước khi sử dụng cho tính toán Đánh giá này dựa trên kiến thức về cơ học kết cấu, mang tính tổng quát và sơ bộ, không đi vào chi tiết cho từng phần tử cấu kiện.
Dựa vào dạng chất tải và dạng biểu đồ momen:
- Đối với các trường hợp tải trọng đứng(tĩnh tải và hoạt tải)thì biểu đồ momen có dạng gần nhƣ đối xứng (công trình gần đối xứng)
Khi phân tích tải trọng ngang do gió, biểu đồ momen trong khung cần có giá trị âm ở phần dưới và dương ở phần trên của cột Đồng thời, các thanh ngang theo hướng gió cũng phải có giá trị dương ở đầu thanh và âm ở cuối thanh.
- Tổng lực dọc trong các chân cột và vách tầng 1 phải bằng tổng các tải trọng đứng trên nhà:
Tổng lực cắt tại chân cột trong một tầng được xác định bằng tổng các lực ngang từ mức tầng đó trở lên Khi kiểm tra trường hợp tải trọng gió trái tĩnh, chúng ta nhận thấy rằng
Biểu đồ nội lực đặc trưng cho các trường hợp tải trọng khác nhau rất quan trọng trong thiết kế kết cấu Ví dụ, khi có tải phân bố đều trên dầm, biểu đồ mô men uốn sẽ có dạng đường cong bậc hai, với giá trị mô men treo tại giữa nhịp là ql²/8.
Sau khi kiểm tra nội lực theo các bước trên ta thấy đều thõa mãn, do đó kết quả nội lực tính đƣợc là đúng
Vậy ta tiến hành các bước tiếp theo: tổ hợp nội lực, tính thép cho khung, thiết kế móng.
Tổ hợp nội lực
Sau khi kiểm tra kết quả tính toán ta tiến hành tổ hợp nội lực nhằm tìm ra nội lực nguy hiểm nhất để thiết kế cấu kiện
Nội lực đƣợc tổ hợp theo hai tổ hợp cơ bản:
- Tổ hợp cơ bản 1: gồm tĩnh tải cộng với một trường hợp hoạt tải, trong đó hệ số tổ hợp lấy bằng một
- Tổ hợp cơ bản 2: gồm tĩnh tải cộng với hai trường hợp hoạt tải trở lên, trong đó hoạt tải đƣợc nhân với hệ số 0,9
- Tổ hợp đặc biệt : gồm tĩnh tải cộng với hoạt tải không kể đến gió nhân với hệ số 0,9 và cộng với tải trọng động đất
Tổ hợp nội lực dầm: cần xét các cặp nội lực sau:
Tổ hợp nội lực cột : cần xét các cặp nội lực sau:
Trong mỗi tổ hợp cần xét ba cặp nội lực nguy hiểm:
- Cặp mô men dương lớn nhất và lực dọc tương ứng (M max và N tư )
- Cặp mô men âm lớn nhất và lực dọc tương ứng (Mmin và Ntư)
- Cặp lực dọc lớn nhất và mô men tương ứng (Nmax và Mtư) Đối với tổ hợp cơ bản
Để xác định cặp thứ nhất, ta cần tính toán nội lực, bao gồm nội lực từ tĩnh tải và nội lực từ một hoạt tải có giá trị mô men dương lớn nhất trong số các mô men do hoạt tải.
Để xác định cặp thứ hai, cần tính toán nội lực từ tĩnh tải và nội lực từ hoạt tải, trong đó nội lực do hoạt tải có giá trị mô men âm lớn nhất sẽ được xem xét.
Để xác định cặp thứ ba, cần tính toán nội lực từ tĩnh tải kết hợp với nội lực do hoạt tải có giá trị lực dọc lớn nhất Phân tích này áp dụng cho tổ hợp cơ bản 2.
- Để xác định cặp thứ nhất, lấy nội lực do tĩnh tải cộng với mọi nội lực do hoạt tải có giá trị mô men là dương
- Để xác định cặp thứ hai, lấy nội lực do tĩnh tải cộng với nội lực do mọi hoạt tải có giá trị mô men là âm
Để xác định cặp thứ ba, cần tính toán nội lực do tĩnh tải và mọi nội lực từ hoạt tải gây ra lực dọc Đồng thời, cũng phải xem xét nội lực của hoạt tải không gây lực dọc nhưng tạo ra mô men cùng chiều với mô men tổng cộng tương ứng với N max.
4.4.1 Cột biên tầng hầm trục A (phần tử 1)
Tiết diện cột trục A tầng hầm 1 + 2 : 80 x 60 cm
Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ra 3 cặp nội lực nguy hiểm nhất
Bảng 4.9 Các cặp nội lực nguy hiểm
3 1,4,6 9,712 -584,406 Theo phương mặt phẳng khung, độ mảnh :
0 < 8 cho phép bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc( =1) a)Tính toán với cặp 1:
Eb = 2,9.10 5 (KG/cm 2 ) Thép nhóm AII
Ea = 2,1.10 6 (KG/cm 2 ) Tính cốt thép đối xứng F a = Fa’ Giả thiết a = a’ = 5 (cm), h 0 = 75(cm)
+ e1 = M/N = 2,5(cm) ( độ lệch tâm ban đầu) + e0gh = 0,4.( 1,25h – 0 h0)
Với bê tông mác 300ta có:0 = 0,58
+ Độ lệch tâm ngẫu nhiên e ng = max (2 cm và h/25 = 3,2 cm)
+ Độ lệch tâm tính toán : eo = eo1 + eng =2,3 + 3,2 = 5,5 (cm) < e0gh = 22,6 (cm)
+ Chiều cao vùng chịu nén: x = N/(R n b) x = 93 , 6 ( ) 43 , 5 ( )
Bài toán rơi vào trường hợp lệch tâm bé và đặt cốt thép đối xứng
= 71,7 cm >0h0 = 43,5(cm) Tính diện tích cốt thép theo công thức :
Hình 4.7 Bố trí cốt thép cột tầng hầm
Lực cắt trong cột tầng hầm khá nhỏ nên cốt đai của cột đƣợc đặt theo cấu tạo thoả mãn các yêu cầu sau:
- Đường kính cốt đai 0,25d = 0,25.28=7mm, (d là đường kính cốt dọc)
- Khoảng cách giữa các cốt đai u min(15d, b)=min(15.2,8 và 60) 42cm với b là cạnh cột
Trong đoạn nối buộc cốt thép dọc thì u10d.2,8(cm
Dựa trên yêu cầu về cấu tạo, chọn cốt đai có đường kính 10mm và khoảng cách 200mm, bố trí dọc theo toàn bộ chiều dài cột Kiểm tra lại với cặp 2.
Bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc
+ e01 = M/N = 4,4(cm) ( độ lệch tâm ban đầu)
0h0 = 0,58.75 = 43,5 (cm) e0gh = 22,6(cm) + eng = 3,2(cm)
+ Độ lệch tâm tính toán : eo = eo1 + eng = 4,4+3,2 = 7,6(cm)
+ Chiều cao vùng chịu nén: x = N/(Rn.b) x = 76 7 (cm) α h 43.5(cm) 130.60
Vậy bài toán rơi vào trường hợp lệch tâm bé
Khi:.eo = 8,4 (cm) < 0,2.h = 0,2.75 = 15(cm) x = h – ( 1,8 + 0,5 h o h – 1,40) .eo
Kiểm tra theo điều kiện:
= 30215216 KGcm > VT Vậy đảm bảo khả năng chịu lực c) Kiểm tra với cặp 3:
Bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc
+ e 01 = M/N = 1,7(cm) (độ lệch tâm ban đầu)
+ e0gh = 0,4.( 1,25h – 0.h0) (độ lệch tâm ngẫu nhiên) h 0 = h – 5 = 75 (cm)
0h0 = 43,5 (cm) e0gh = 22,6(cm) + e ng = 3,2(cm)
+ Độ lệch tâm tính toán : e o = eo1 + eng = 4,9(cm)
+ Chiều cao vùng chịu nén: x = N/(R n b) x = 95 , 4 ( ) 43 , 5 ( )
Vậy bài toán rơi vào trường hợp lệch tâm bé
Khi .eo = 4,9 (cm) < 0,2h0 = 15(cm) x = h – ( 1,8 + 0,5 h o h – 1,40)..eo
Kiểm tra theo điều kiện:
= 30352636 KGcm > VT Vậy đảm bảo khả năng chịu lực
Thiết kế dầm
4.5.1.Tính toán dầm nhịp AB tầng hầm 2 (phần tử D2)
- Bê tông mác 300: Rn = 130 KG/cm 2
- Thép: Cốt dọc nhóm A II : R a = R a ’ = 2800 KG/cm 2
Cốt thép ngang nhóm A I : Ra = Ra’ = 2100 KG/cm 2
Ea = 2,1.10 6 KG/cm 2 Tra bảng: 0 = 0,58; A0 = 0,412 a) Tính toán cốt thép chịu mômen dương (tiết diện II)
Cặp nội lực tính toán:
Q = 17904 KG Tại tiết diện II Cánh nằm trong vùng nén, tham gia chịu lực cùng với sườn Chiều rộng cánh đưa vào trong tính toán là: b c = b + c 1
Trong đó c 1 không vƣợt quá trị số bé nhất trong 3 giá trị sau:
- Một nửa khoảng cách giữa hai mép trong của dầm:
- 1/6 nhịp tính toán của dầm: 700/6 = 116,6 cm
- Khi h c = 18 cm > 0,1h = 7 cm thì c 1 6h c = 108cm
- Xác định vị trí trục trung hoà:
M < M c nên trục trung hoà đi qua cánh
Tính toán với tiết diện với bcxh = 138 x 65cm
Từ A = 0,035 tra bảng phụ lục ta có : =0,71
t = 1,05 % >1 = 0,1% kích thước tiết diện chọn là hợp lý Chọn lớp bảo vệ a 0 = 3 cm a = 4,3 h0 = h – a = 60,7 cm
Hình 4.8 Bố trí thép dầm chịu mô men dương b) Tính toán cốt chịu mômen âm tiết diện II
Cánh nằm trong vùng chịu kéo nên bỏ qua,tính toán với tiết diện
t = 2,08% kích thước tiết diện chọn là hợp lý
Lớp bảo vệ chọn a0 = 3cm
Hình 4.9 Bố trí cốt thép dầm chịu mô men âm c) Tính toán cốt thép ngang:
- Kiểm tra điều kiện hạn chế để đảm bảo bê tông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính:
K 0 R n b.h 0 = 0,35.130.30.60 900KG > Q max thoả mãn đk hạn chế
- Kiểm tra điều kiện tính toán xem bê tông có đủ khả năng chịu cắt không : Qmax> K1.Rk.b.h0
Nhƣ vậy bê tông không đủ khả năng chịu cắt cần phải tính toán cốt ngang
Giả thiết cốt đai dùng 10, fd = 0,785 cm 2 , 2 nhánh (n=2)
+ Khoảng cách cốt đai theo tính toán: (không đặt cốt xiên)
+ khoảng cách cốt đai lớn nhất:
+ khoảng cách cốt đai theo cấu tạo: với h = 65cm > 50cm: Uct ( h/3; 30cm) khoảng cách cốt đai thực tế là:
U ( Utt; Umax; Uct ) Lấy U = 150 mm ở đoạn 1/4 nhịp 2 đầu gần gối
4.5.2.Thiết kế cốt thép dầm DD’ tầng hầm(phần tử D4)
Bê tông mác 300: Rn = 130 KG/cm 2
Eb = 2,9.10 5 KG/cm 2 Thép: Cốt dọc nhóm A II : R a = R a ’ = 2800 KG/cm 2
Cốt thép ngang nhóm A I : Ra = Ra’ = 2100 KG/cm 2
Tra bảng: 0 = 0,58; A0 = 0,412 a) Tính toán cốt thép chịu mômen dương tiết diện II)
Cặp nội lực tính toán:
Chiều rộng cánh đƣa vào trong tính toán là: b c = b + c 1 Trong đó c 1 không vƣợt quá trị số bé nhất trong 3 giá trị sau:
- Một nửa khoảng cách giữa hai mép trong của dầm:
- 1/6 nhịp tính toán của dầm: 500/6 = 83,3 cm
- Khi hc = 18cm > 0,1h = 6,5 cm thì c1 = 6hc = 108cm Lấy c1 = 83,3 cm bc = 30 + 83,3 = 113,3 cm
- Xác định vị trí trục trung hoà:
M < Mc nên trục trung hoà đi qua cánh
Tính toán với tiết diện với bc x h = 113,2 x 65cm
Từ A = 0,01 tra bảng phụ lục ta có : =0,995
t = 0,4% >1 = 0,1% kích thước tiết diện chọn là hợp lý
Hình 4.10 Bố trí cốt thép dầm tầng hầm tiết diện II b) Tính toán cốt chịu mômen âm tiết diện I
Cánh nằm trong vùng chịu kéo nên bỏ qua,tính toán với tiết diện b x h 00 x 650
t = 0,42% kích thước tiết diện chọn là hợp lý
Lớp bảo vệ chọn a 0 = 3cm
Hình 4.11.Bố trí cốt thép dầm tầng hầm tiết diện I c) Tính toán cốt thép ngang:
- Kiểm tra điều kiện hạn chế để đảm bảo bê tông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính:
K0.Rn.b.h0 = 0,35.130.30.62 = 84630KG > Qmax thoả mãn đk hạn chế
- Kiểm tra điều kiện tính toán xem bê tông có đủ khả năng chịu cắt không
Nhƣ vậy bê tông không đủ khả năng chịu cắt cần phải tính toán cốt ngang
Giả thiết cốt đai dùng 8, fd = 0,503 cm 2 , 2 nhánh (n=2)
+ khoảng cách cốt đai theo tính toán: (không đặt cốt xiên)
+ khoảng cách cốt đai lớn nhất:
+ khoảng cách cốt đai theo cấu tạo:
Với h = 65cm > 50cm: Uct ( h/3; 30cm) Khoảng cách cốt đai thực tế là:
U ( Utt; Umax; Uct ) Lấy U = 200 mm ở cả nhịp
THIẾT KẾ MÓNG
Đánh giá điều kiện điạ chất và chọn giải pháp móng
5.1.1 Đặc điểm địa tầng và các chỉ tiêu cơ lý nền đất
Nền đất đƣợc phân loại theo hệ thống USCS – ASTM
Lớp đất thứ nhất là đất san lấp với chiều dày 2,5m, có thành phần không đồng nhất bao gồm đất sét, cát và gạch vỡ Đất này có trạng thái rời xốp và màu sắc chủ yếu là vàng và nâu.
Lớp đất thứ 2, ký hiệu CH, là loại đất sét vô cơ có độ dẻo cao, màu vàng nâu và thuộc dạng đất sét béo Chiều dày của lớp đất này đạt 9,2m, với trị số xuyên tiêu chuẩn SPT là N Thành phần của lớp đất này rất đặc trưng, góp phần quan trọng trong các nghiên cứu địa chất.
Lớp đất thứ 3, ký hiệu CL, là loại đất sét vô cơ với độ dẻo từ thấp đến trung bình, có lẫn cát và màu vàng nâu Đây là loại đất sét gầy, có chiều dày 5,5m, với trị số xuyên tiêu chuẩn SPT là N Thành phần của lớp đất này bao gồm các yếu tố đặc trưng cho tính chất địa chất.
- Lớp đất thứ 4: Ký hiệu SW-SM, đất cát chặt vừa lẫn bụi sét, chiều dày 14,5m Trị số xuyên tiêu chuẩn SPT là N" Thành phần bao gồm:
- Lớp đất thứ 5: Ký hiệu SW- SP, đất cát chặt vừa lẫn cuội sỏi, chiều dày 7,0m Trị số xuyên tiêu chuẩn SPT là NE Thành phần bao gồm :
- Lớp đất thứ 6: Ký hiệu GW, sỏi cuội cấp phối tốt, lẫn cát, trị số xuyên tiêu chuẩn SPT, Ng
Lớp đất thứ hai là lớp đất yếu
Lớp đất thứ 5 có giá trị xuyên tiêu chuẩn khá cao, NE, rất thích hợp để xây dựng các công trình trung bình
Lớp đất thứ 6 với trị số SPT là Ng là lựa chọn lý tưởng cho nền móng công trình Khi áp dụng phương án móng cọc khoan nhồi, mũi cọc tiếp xúc với lớp đất này sẽ gia tăng đáng kể sức chịu tải, đáp ứng nhu cầu cho các công trình nhà nhiều tầng có tải trọng lớn.
Bảng 5.1 Bảng các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất
TT Tên chỉ tiêu cơ lý
Ký hiệu Đơn vị Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Lớp 5 Lớp 6
2 Dung trọng tự nhiên w g/cm 3 1,92 1,76 1,85
4 Dung trọng đẩy nổi đn g/cm 3 0,94 0,86 0,89 0,88 0,98
13 Hệ số nén lún a 1-2 cm 2 /kG 0,44 0,5
14 Lực dính đơn vị c kG/cm 2 0,55 0,3 0,32
16 Modul biến dạng E o KG/cm 2 200 300
Lớp 4: Cát bụi chặt vừa
Lựa chọn phương án móng là rất quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chịu lực, quy trình thi công, chi phí của công trình và điều kiện sử dụng bình thường.
Phương án cọc khoan nhồi:
Cọc có khả năng đạt độ sâu lớn và thường được cắm vào lớp đất tốt, mang lại khả năng chịu lực cao Quá trình thi công diễn ra êm dịu, không gây ảnh hưởng đến các công trình xung quanh, như lún đất, phá hoại nền đất hay tạo ra tiếng ồn.
Để đảm bảo chất lượng thi công, cần sử dụng các thiết bị hiện đại và đội ngũ chuyên gia giàu kinh nghiệm Tuy nhiên, việc kiểm tra chất lượng lỗ khoan và thân cọc sau khi đổ bê tông gặp nhiều khó khăn, cùng với đó là vấn đề tiếp xúc không đạt yêu cầu giữa mũi cọc và lớp đất chịu lực.
+ Giá thành thi công và thí nghiệm kiểm tra chất lƣợng cọc lớn
+ Công trường bị bẩn do bùn và bentonite chảy ra
Phương án cọc barrete và tường chắn
Cọc barrette có kích thước lớn, cho phép chịu tải lên đến 6000 tấn, vượt trội hơn so với cọc khoan nhồi, đặc biệt thích hợp cho các công trình có nhiều tầng hầm Chúng không chỉ đóng vai trò là tường cừ chống thấm cho tầng hầm mà còn có thể thi công đến độ sâu không hạn chế Tường chắn của cọc barrette vừa chịu lực như tường tầng hầm, vừa có khả năng chống thấm tốt, giúp giảm chi phí và không ảnh hưởng đến công trình xung quanh Tuy nhiên, cọc barrette chỉ phù hợp cho các công trình có tải trọng lớn và xây dựng trên nền đất yếu do chi phí cao.
- Nhược điểm: giống hai phương án trên
Cọc barrete kết hợp với tường chắn chống thấm mang lại nhiều ưu điểm, đặc biệt là tối ưu hóa diện tích xây dựng và giảm thiểu không gian bị chiếm dụng trong quá trình thi công cho các tầng hầm.
Công trình “Tổ hợp văn phòng & khách sạn Đào Duy Anh” có quy mô 11 tầng nổi và 2 tầng hầm, vì vậy phương án cọc khoan nhồi là lựa chọn tối ưu để chịu tải trọng cho các cột, vách và lõi thang máy Tường chắn được thiết kế xung quanh công trình, đồng thời kết hợp làm tường tầng hầm với khả năng chịu lực cao và chống thấm tốt Các cọc sẽ được đặt trên lớp đất tốt (lớp 6) nhằm tăng cường sức chịu tải cho công trình.
Xác định sức chịu tải của các loại cọc
Công trình “Tổ hợp văn phòng và khách sạn Đào Duy Anh” được thiết kế với mặt bằng đơn giản và tải trọng lên các móng không lớn Dự kiến, công trình sẽ sử dụng một trong các loại cọc nhồi với kích thước phù hợp.
Sức chịu tải của các loại cọc được xác định qua nhiều phương pháp khác nhau, giúp so sánh kết quả và lựa chọn giá trị thích hợp cho tính toán.
Sức chịu tải của các loại cọc được xác định theo các phương pháp sau:
- Theo vật liệu làm cọc (bê tông mác 300)
- Theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT:
+ Theo công thức của Meyerhof
+ Theo tiêu chuẩn Việt Nam
5.2.1 Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu(Theo TCXD 195: 1997)
PVL = m..( m1.Rb.Fb + Ra Fa ) (5-1)
Trong đó: m – Hệ số điều kiện làm việc, m=1
- Hệ số uốn dọc, =1 m1 – Hệ số điều kiện làm việc khi đổ bê tông qua ống chuyển dịch thẳng đứng lấy m 1 =0,85
Rb – Cường độ tính toán của bê tông cọc nhồi, bê tông 300, với cọc đổ bê tông trong lỗ khoan thô Rb=R/4u kG/cm 2
Ra – Cường độ chịu nén của cốt thép, thép AII, < 28Ra(00 kG/cm 2
Fb – Diện tích tiết diện phần bê tông
Fa – Diện tích tiết diện phần cốt thép
Sơ bộ bố trí cốt thép trong các cọc nhƣ sau:
Bảng 5.2 Sức chịu tải của các loại cọc theo vật liệu
Loại cọc Rb(kG/cm 2 ) Fb(cm 2 ) Ra(kG/cm 2 ) Fa(cm 2 ) Pvl(t)
5.2.2 Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền:
Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền đƣợc xác định theo TCXD 205: 1998 Móng cọc-tiêu chuẩn thiết kế:
Công thức tính tải trọng P được xác định bởi P = m (mR.R.F + u ∑ mf fi li), trong đó m là hệ số điều kiện làm việc, áp dụng cho cọc tựa trên tầng cuội sỏi với giá trị m = 1 Hệ số mR biểu thị điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc, cũng có giá trị mR = 1.
R – cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc, xác định theo công thức:
+ , , A, B là các hệ số không thứ nguyên, tra bảng 5.1 Lớp đất 6 có
E , chiều dài cọc L4m, tra đƣợc: A3, B&0, =0,77, 0,17
+ 6 là dung trọng đẩy nổi lớp đất thứ 6 dưới mũi cọc, 6 =0,98 t/m 3
+ tb là dung trọng đẩy nổi trung bình các lớp đất, tb = 0,91 t/m 3
+ d là đường kính cọc nhồi, tuỳ loại cọc: 800, 1000, 1200mm
F – diện tích tiết diện cọc
Chu vi cọc được ký hiệu là 66u, trong đó hệ số điều kiện làm việc của đất ở mặt bên cọc được ký hiệu là mf, với giá trị mf = 0,6 khi đổ bê tông cọc trong dung dịch bentonite Chiều dài lớp đất thứ i bên thân cọc được ký hiệu là li, và ma sát bên của lớp đất i được ký hiệu là fi, được xác định theo bảng 5.4.
Lớp đất Độ sệt B Lớp l i
(m) Độ sâu hi(m) fi (t/m 2 ) mf mflifi
Trị số tính toán của sức chịu tải của cọc theo đất nền lấy theo công thức:
P tt =P tc /1,4 Kết quả tính thể hiện trong bảng 5.5
Bảng 5.5 Sức chịu tải của cọc theo đất nền
5.2.3 Xác định sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn
Công thức của Meyerhof cho đất rời: s tb 2 p tb 1 gh K N F ULK N
K1 – hệ số lấy bằng 120 cho cọc khoan nhồi
Ntb p–trị số SPT trung bình trong khoảng 1d dưới mũi cọc và 4d trên mũi cọc, d là đường kính hay cạnh cọc, N p tb g
F – diện tích tiết diện mũi cọc
U – chu vi tiết diện cọc
L – chiều dài thân cọc trong lớp đất rời, L4m
K2 – hệ số lấy bằng 1,0 đối với cọc khoan nhồi s
N tb - trị số SPT trung bình của lớp đất rời theo thân cọc N tb s (,84
Bảng 5.6 Sức chịu tải của cọc theo Meyerhof
Theo tiêu chuẩn Việt Nam
Theo TCXD 195: 1997, trong thiết kế cọc khoan nhồi cho nhà cao tầng, giá trị sức chịu tải tính toán của cọc khoan nhồi trong nền đất dính và đất rời được xác định theo một công thức cụ thể.
P = (15Np Ap + (0,15 Nc Lc + 0,43 Ns Ls ) u - Wp)/2,5 (5-4) Trong đó:
Np - trị số SPT trung bình dưới mũi cọc1d và trên mũi cọc 4d, Ng>60, lấy N p `
Ap – diện tích tiết diện ngang
Nc – chỉ số SPT trung bình của đất rời xung quanh cọc Ns6
Ns – chỉ số SPT trung bình của đất dính xung quanh cọc Ns
Lc – chiều dài đoạn cọc nằm trong đất cát, Lc",8m
Ls – chiều dài đoạn cọc nằm trong đất sét, Ls,2m u – chu vi tiết diện cọc
Wp – hiệu số giữa trọng lƣợng cọc và trọng lƣợng đất do cọc thay thế Kết quả tính toán thể hiện trong bảng 5.7
Bảng 5.7 Sức chịu tải của cọc theo TCXD 195:1997
Cọc A(m 2 ) u(m) Np Nc Lc (m) Ns Ls(m) Wp(t) P(t)
So sánh các phương pháp và chọn giá trị tính toán
Bảng 5.8 Bảng so sánh sức chịu tải cọc theo các công thức khác nhau
Cọc Vật liệu Đất nền Meyerhof TCXD
Sức chịu tải của cọc theo đất nền có giá trị lớn nhưng độ tin cậy thấp, không thể sử dụng làm giá trị tính toán Công thức của Meyerhof xác định sức chịu tải của cọc có giá trị nhỏ hơn, chỉ áp dụng cho đất rời Trong khi đó, sức chịu tải tính theo tiêu chuẩn Việt Nam và dựa trên kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn có độ tin cậy cao hơn Để đảm bảo an toàn trong tính toán kết cấu móng, cần sử dụng giá trị tính theo tiêu chuẩn Việt Nam.
Lập mặt bằng móng
Mặt bằng kết cấu móng được thiết kế để phù hợp với phương pháp thi công Top-Down, trong đó mỗi đài dưới chân cột sẽ có một cọc khoan nhồi với thép hình chữ I làm cột chống tạm Đài cọc không chỉ đáp ứng yêu cầu phân phối tải trọng từ cột mà còn đảm bảo các tiêu chí cấu tạo như khoảng cách giữa các cọc và khoảng cách từ mép cọc đến mép đài Hệ giằng được bố trí theo hai phương để truyền lực ngang giữa các đài cọc, giúp điều chỉnh lún lệch giữa các đài cạnh nhau và tăng cường tính đồng bộ trong hoạt động của các đài cọc.
Thiết kế đài móng trục 2-A, 2-D (Đài 1) ;2-B, 2-C (Đài 2)
Tải trọng dưới chân cột của các trục này có giá trị gần như tương đương do nhà được bố trí gần như đối xứng theo hai phương Do đó, chúng ta sẽ tiến hành bố trí các cột một cách hợp lý dưới chân.
A, D này cùng một loại đài (Đ1); Dưới chân lõi A cùng trên một đài (Đ2)
Trong nội lực nguy hiểm của các chân cột trên thấy rằng các cặp nội lực sau là nguy hiểm nhất : M x ,Q y ,N
5.4.2 Chọn đường kính cọc, chiều dài cọc và kích thước đài cọc:
Tải trọng chân cột tầng hầm
Nmax= 743,8 (tấn) Đường kính cọc 1000, sức chịu tải PQ9T
Bê tông cọc mác 300 có Rn0 kG/m 2
Thép dọc 1825 đều quanh chu vi, lớp bảo vệ 6cm
Để tận dụng khả năng chịu lực của lớp cuội sỏi, cọc khoan nhồi được hạ xuống độ sâu -42m so với cốt 0,00, với chiều dài tổng cộng là 34m, trong đó phần ăn sâu vào tầng cuội sỏi là 2m.
Khoảng cách từ tim cọc đến mép đài 0,7d = 0,7.1,0 = 0,7m lấy bằng 0,7m
Khoảng cách các tim cọc cạnh nhau 3d = 3.1,0 = 3m
Chọn đài cọc hình chữ nhật kích thước 1,5x4,5m
Mặt trên của đài cọc được thiết kế thành sàn tầng hầm thứ 2, với chiều dày đài cọc được xác định dựa trên các điều kiện tính toán cho sơ đồ móng cọc đài thấp Giả định rằng tải trọng ngang do toàn bộ đất từ đáy đài trở lên sẽ được tiếp nhận, công thức tính toán sử dụng là đ ο min d γ.B.
- dung trọng tự nhiên của đất từ đáy đài trở lên, 2= 1,92t/m 3
- góc ma sát trong của đất từ đáy đài trở lên, = 18 O 20’
H – tổng tải trọng ngang tác dụng lên đài H=Q =3,55 t
B đ – cạnh đài vuông góc với H
Chọn chiều cao đài cọc 1,5 m
5.4.3 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc:
Hình 5.2 Tải trọng tác dụng lên cọc
Tải trọng tác dụng lên cọc xác định theo công thức:
2 i max tt tt min max, Σx x M n
N tt – tải trọng tính toán tại chân cột
Nt7,9 T M= 5,77 Tm Tải trọng đài cọc:
Thay vào công thức: min 2 max, 2.1,5
Pmin= 386 T Tại mũi cọc phải cộng thêm trọng lƣợng bản thân:
Tải trọng tác dụng lên đầu cọc:
Nhƣ vậy chọn loại cọc d = 1m là hợp lý và phù hợp với công trình
5.4.4 Kiểm tra cường độ nền đất Để kiểm tra cường độ của nền đất, ta coi cọc, đài cọc và phần đất xung quanh cọc làm việc nhƣ một khối móng quy ƣớc Móng khối này có chiều sâu đáy móng bằng khoảng cách từ mặt đài cọc đến mặt phẳng đi qua mũi cọc Diện tích đáy móng khối quy ƣớc xác định theo công thức:
Fđ = (A1 + 2Ltg)(B1 + 2Ltg) (5-7) Trong đó:
A 1 ,B 1 - khoảng cách từ mép hai hàng cọc ngoài cùng đối diện nhau theo hai phía
L – chiều dài cọc tính từ đáy đài đến mũi cọc, L3,5.m
- góc mở rộng so với trục thẳng đứng kể từ mép ngoài hàng cọc ngoài cùng
Việc kiểm tra tiến hành nhƣ với móng nông trên nền thiên nhiên Điều kiện kiểm tra khối móng quy ƣớc:
2 R min max min max tb σ σ σ σ σ qu qu qu min max, W
N qƣ – tải trọng đứng tại đáy móng khối bao gồm tải trọng tính toán chân cột, trọng lƣợng đài, cọc, phần đất giữa các cọc
M qƣ – giá trị mô men quy ƣớc tại đáy móng khối lấy bằng giá trị mô men tại đáy đài M = 5,77 Tm
W qƣ – mô men kháng uốn của móng khối quy ƣớc
R – cường độ của nền đất xác định theo công thức của Terzaghi:
Với E o tra bảng ta đƣợc: N)7; Nq5; Nc5; c=0
Giá trị sức chịu tải của nền đất, đặc biệt là lớp cuội sỏi, vượt xa ứng suất tại đáy móng khối quy ước, cho thấy rằng điều kiện về cường độ của nền đất đã được đảm bảo.
5.4.5 Kiểm tra độ lún của của móng:
Nền đất dưới đáy móng khối quy ước lớp 6 là cuội sỏi chặt, đồng nhất, cho phép áp dụng công thức tính lún theo lý thuyết đàn hồi.
gl – ứng suất gây lún b – bề rộng móng khối quy ƣớc, b=7,6m
– hệ số phụ thuộc loại móng, tra bảng =1,44
–hệ số Poisson của đất, đất cát =0,2
Tính toán giá trị ứng suất gây lún:
2 tb qu tc qu gl 1,88.40 4,5 T/m
Bê tông đài cọc Mác 300 có Rn0 kG/cm 2 , R k kG/cm 2
Thép AII có Ra= 2800 kG/cm 2
Tính toán cường độ trên tiết diện nghiêng theo lực cắt(tính gần đúng) Điều kiện cường độ được viết như sau:
Q– tổng phản lực của các cọc nằm ngoài tiết diện nghiêng Q= 926,4 (T) b – chiều rộng đài b=4,5m ho – chiều cao hữu ích của tiết diện đang xét, ho 0 cm
– hệ số không thứ nguyên( tra bảng)
Thay các giá trị vào công thức:
Q 6(T)